某核電站硼伴熱系統的安裝調試經驗總結

林森　唐萊智　孟青春

【摘 要】介紹了某核電站的硼伴熱系統的系統組成、工作原理和調試移交生產階段發現的故障及處理方法，針對系統移交過程中暴露的問題，提出了在安裝調試階段的幾個注意事項。

【關鍵詞】硼伴熱系統；故障；排查方法；注意事項

0 前言

核電站的硼伴熱系統由用來為硼溶液流過的管道、閥門和泵進行伴熱的所有設備組成，系統代碼RRB。硼溶液流過的設備都被伴熱和保溫，以維持流體循環，防止硼酸結晶。

硼伴熱系統是具有“正常”和“備用”兩個回路的冗余系統，為非安全級別。“正常”回路連續運行，“備用”備用回路僅在正常回路出現故障時投入運行，以維持所要求的工藝流體問題。

1 系統組成

RRB控制系統由配電盤、伴熱電路盤、控制機柜、 操作員站、熱電偶和熱電偶接線箱組成，系統組成框圖詳見圖1。

1.1 配電盤

正常和備用配電盤給伴熱電路盤提供380V 50Hz電源。每個配電盤裝備如下：（1）帶三相選擇開關的電壓表，以指示380V 電源接通；（2）一個主斷路開關；（3）一個380V 接地故障檢測器（絕緣檢測器）；（4） 一個由電路斷路器保護的饋線部件；（5） 一個由電路斷路器保護的48V 控制電源；（6） 一個指示饋線通電的380V 指示燈個；（7）一個防凝露加熱器。

1.2 伴熱電路盤

伴熱電路盤為各種伴熱元件供電。每個伴熱電路盤裝有：（1） 一個在次級線圈上有多個抽頭的380V 6KVA 變壓器，以使每個低壓饋線電壓與伴熱元件電阻相適應；（2）一個“380VAC電源通”指示燈；每個低壓饋線部分都裝有：（1）一個斷路器開關；（2） 一個48V“XRRBXXXRS”指示燈；（3） 一個低壓饋線48V 50Hz 電源接觸器；（4） 一個“48V電源通”指示燈。

1.3 控制機柜

控制機柜中主要放置可編程控制器（PLC）。控制機柜主要完成以下功能：（1）重新組合來自配電盤和加熱電路盤的報警信號，并送KIC 以及RRB 操作員站顯示。（2）接收來自現場的熱電偶信號，并送RRB操作員站顯示。（3）根據控制要求控制伴熱纜的通斷。（4）柜內設置光纖鏈路模塊，與交換機拒通過光纖連接，以實現各站之間的電氣隔離。

1.4 操作員站

操作員站采用一臺工控機，配置一臺液晶顯示器以及一臺激光打印機。操作員站配置相應的通訊網卡以提供與過程控制層通訊。操作員站完成監視和系統組態功能。

1.5 熱電偶

每條被伴熱管道上裝有兩支鎧裝K型熱電偶，一支接至正常控制回路，另一支接入備用控制回路。

1.6 熱電偶接線箱

熱電偶接線箱的作用是將熱電偶測量信號重新組合后送往控制柜。

2 作原理

如圖2所示，RRB系統在需要伴熱的硼管道回路設置熱電偶探頭，用來監測管道與設備的溫度，并將溫度信息轉換成電信號傳送到PLC控制模塊。PLC控制模塊再將信息傳送到PLC主站，經過CPU處理。如果溫度達到事先設定的工作溫度限值，則通過控制模塊向加熱控制盤發出信號，控制斷路器動作，使斷路器下游的熱纜通電，進行加熱。當熱電偶傳回的溫度達到事先設定的上限，則停止工作。

同時設置操作員站，通過軟件可以實時監控系統的運行狀態，并且可以通過操作改變系統的溫度設定值。

硼伴熱系統始終投入運行。在正常運行工況下，硼酸管線由熱電偶測溫并通過控制機柜控制伴熱回路進行伴熱。當管道表面溫度達到高整定值（Tmax）時，控制機柜切斷電源，管道溫度降低到低整定值（Tmin）時，再給伴熱元件通電。

正常回路（N）與備用回路（S）溫度控制整定值之間的關系為：TSmin

3 調試移交生產階段發現的故障及處理方法

在調試移交生產階段，生產維修人員就收到50個加熱回路低溫報警的缺陷單，由于故障回路較多，生產維修人員對1/9RRB硼加熱系統共250個加熱回路進行徹底檢查。發現了許多安裝及調試的遺留問題，歸納為以下幾類對問題及處理方法進行匯總：

（1）管沒有固定

按安裝工藝要求，銅管需要通過Atlas夾子固定安裝在橋架。但該安裝附件工程現場全部沒有安裝，安裝單位反饋原因是設計院未設計相應電纜安裝橋架。

（2）動力電纜隨意懸掛

影響：存在磨損電纜外皮等損傷風險，如果銅管固定在橋架上，電纜應該能夠直接進入電纜橋架中。

（3）伴熱纜發熱段和動力電纜接觸

影響：伴熱纜發熱段可能燙傷電纜外皮，造成電纜損壞。

以上（1）-（3）三個問題的處理方法：通知安裝及調試單位，采用焊接支架等就近固定原則保證電纜及銅管可靠受力。

（4）伴熱纜發熱段沒有全部裝到管線上，成卷裸露在外

影響：造成實際伴熱功率偏低，不足以補償管道散熱；成卷部分伴熱纜可能局部過熱，造成伴熱纜損壞；發熱段溫度若較高可能造成人員燙傷。

處理方法：進鑒于1#9#機組相應管道保溫已經全部安裝完成以及工程節點壓力，對問題伴熱纜采取重新安裝已經不現實，裸露的成卷部分伴熱纜發熱段采取防護措施，保證伴熱纜發熱段的隔離。對于溫度低的報警回路是通過調節端電壓提高電功率將管道問題提高到合理范圍。

（5）安裝期間經廠家確認變更，但實際管道仍加熱不足，存在低溫報警

處理方法：通過調節端電壓提高電功率將管道問題提高到合理范圍。對有變動的回路，設計方及時升版圖紙。對于單位長度功率已調到極限，建議檢修窗口期重新安裝。

（6）冷端與伴熱供電電纜接頭斷線，發現存在使用熱縮管代替銅連接管來壓接的情況。

處理方法：已存在的斷線回路已經通過重新壓接得到解決。反饋安裝單位查閱相關安裝人員，確定是否為同一人操作完成，避免系統性故障。

4 結束語

硼伴熱系統在核電站分布極為廣泛，從該系統投運至今的故障消缺情況看來，大部分缺陷是安裝調試的遺留缺陷，在硼伴熱系統安裝調試階段應該注意以下幾個方面的問題：

（1）安裝人員應該經過專業培訓，熟練掌握伴熱纜制作及安裝的工藝要求。

（2）調試單位、監理單位和業主方要提早介入，對該系統的安裝過程進行持續有效跟蹤，及時對工程現場安裝的情況進行反饋，有不符合工藝要求的情況及時提出，讓安裝單位進行整改，避免后期返工重新安裝，浪費人力物力。

（3）設計單位應該根據工程現場實際的安裝及調試情況及時升版設計文件，包括配電圖、回路分配表、電纜路徑清單、熱電偶接線箱接線圖、控制柜接線圖等。

【參考文獻】

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[責任編輯：王偉平]